SS-OCT间距测量中利用伺服系统谐振消镜像的方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种SS‑OCT间距测量中利用伺服系统谐振消镜像的方法及其系统，本发明专利技术的方法利用伺服电机引起的谐振产生相位的正弦振动，并结合一种任意相位的消镜像算法实现了镜像消除。本发明专利技术的系统包括扫频光源、环形器、波分复用器、光纤耦合器、参考臂、样品臂、光电探测器、数据采集设备及电子计算机；所述光纤耦合器为50/50耦合器。所述参考臂包括第一准直器、平面镜及伺服电机系统，伺服电机系统包括伺服电机和传动装置，所述伺服电机通过所述传动装置带动所述平面镜移动及产生相位振荡。本发明专利技术不需要在系统中引入额外的PZT，大幅度减少了系统的成本和复杂度，且消镜像结果稳定，成倍增加了系统单次测量量程。

The method and system of using servo system resonance to eliminate mirror image in SS-OCT distance measurement

The invention discloses a method and system of using servo system resonance to eliminate mirror image in SS \u2011 OCT distance measurement. The method of the invention uses resonance caused by servo motor to generate sinusoidal vibration of phase, and realizes image elimination by combining an algorithm of eliminating mirror image of any phase. The system of the invention includes a sweep frequency light source, a circulator, a wavelength division multiplexer, an optical fiber coupler, a reference arm, a sample arm, a photoelectric detector, a data acquisition device and an electronic computer; the optical fiber coupler is a 50 / 50 coupler. The reference arm comprises a first collimator, a plane mirror and a servo motor system, and the servo motor system comprises a servo motor and a transmission device, wherein the servo motor drives the plane mirror to move and generate phase oscillation through the transmission device. The invention does not need to introduce additional PZT into the system, greatly reducing the cost and complexity of the system, and the result of image cancellation is stable, and the single measurement range of the system is multiplied.

【技术实现步骤摘要】
SS-OCT间距测量中利用伺服系统谐振消镜像的方法及其系统
本专利技术涉及光学测量
，特别涉及一种SS-OCT间距测量中利用伺服系统谐振消镜像的方法及其系统。
技术介绍
光学相干层析成像(OpticalCoherenceTomography，OCT)是一种非侵入、非接触的成像技术，可以应用在光学表面非接触式测量当中。但是由于傅里叶变换的特性，其实际测量受到镜像的影响，量程被缩减为一半，因此如果能消除镜像，可以使得量程成倍扩张。消镜像最早是M.Wojtkowski在文章“Fullrangecomplexspectralopticalcoherencetomographytechniqueineyeimaging”报道的五步移相法，计算五个干涉信号的振幅和相位信息来重构复干涉光谱；之后有由Y.Yasuno在文章”SimultaneousB–M-modescanningmethodforreal-timefull-rangeFourierdomainopticalcoherencetomography”提出的线性B-M方法，利用PZT引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SS-OCT间距测量中利用伺服电机系统谐振消镜像的方法，其特征在于，包括：/n1)构建消镜像算法公式：/n1-1)将SS-OCT间距测量系统中的光电探测器探测到的信号描述为：/n

【技术特征摘要】
1.一种SS-OCT间距测量中利用伺服电机系统谐振消镜像的方法，其特征在于，包括：
1)构建消镜像算法公式：
1-1)将SS-OCT间距测量系统中的光电探测器探测到的信号描述为：



其中，k为波数，S(k)是光源发出的k随时间编码的宽带光，RR、RSn是参考臂上平面镜的反射率以及样品臂上样品第n面镜子的反射率，N是样品的总面数，zR是到参考臂平面镜所走的光程，zSn是到样品臂上样品第n面镜子所走的光程；
1-2)对式(1)做傅里叶变换，并略去每项前面的系数，得到：



(2)式中的第一、第二、第三项分别对应于(1)式的第一、第二、第三项，分别为直流项、样品的自相干项以及需要的镜面间距项，A为直流项，为常数；δ为狄拉克函数，z为样品镜面间距；
1-3)(2)式关于坐标原点对称，在(1)式第三项中加上了一个相位那么(2)式改写为：



1-4)(3)式乘以相位因子并和(2)式相减，得到：



1-5)对(1)式加上相位进行与上述加上相位相同的操作得到：



1-6)(4)式乘以再减去(5)式与的乘积得到：



(6)式能在任意的选择下消除镜像；
2)通过伺服电机系统带动SS-OCT间距测量系统中的参考臂内的平面镜产生振荡；
3)记录n条SS-OCT间距测量系统中的光电探测器得到的数据，每条数据的数据量为m，记为记为I(m,n)并做傅氏变换FFTFT-1(I(m,n))，得到每条数据中的最大值所在的位置k，计算该位置对应的相位：
4)在中任取3帧，得到3个相位点，进行升序排列后记为A0、A1、A2，选择目标相位为其中，满足：E0、E1表示误差；
5)记将代入到消镜像算法公式(6)中，得到消镜像结果。


2.根据权利要求1所述的SS-OCT间距测量中利用伺服电机系统谐振消镜像的方法，其特征在于，所述步骤2中还包括先进行SS-OCT间距测量系统初始化，并调节样品臂和参考臂，使SS-OCT间距测量系统的信噪比最大。


3.根据权利要求2所述的SS-OCT间距测量中利用伺服电机系统谐振消镜像的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：史国华，王俊翔，冯长有，邢利娜，王冬月，潘道伟，樊金宇，
申请(专利权)人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，长春奥普光电技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32